Încălzire izocoră: creșterea presiunii la volum constant

1 · Prezice

Un gaz este încălzit într-un recipient rigid, sigilat, deci volumul lui nu se poate schimba (izocor). Pentru că gazul nu se poate destinde, unde se duce toată căldura adăugată?

• Toată căldura merge în energie internă, pentru că la volum constant nu se face lucru mecanic.
• Cea mai mare parte din căldură devine lucru mecanic, deși recipientul e rigid.
• Căldura se împarte egal între lucru mecanic și energie internă, ca la alte procese.

2 · Montaj

1. Deschide presetarea încălzirii izocore și apasă Resetează. 1 mol de gaz este sigilat la 0.0249 m³, pornind de la 300 K.
2. Activează citirile presiunii și căldurii adăugate.
3. Setează temperatura țintă (finală) pentru fiecare încercare și înregistrează presiunea finală și căldura adăugată.

3 · Colectează date

Plotează căldura adăugată Q (axa y) în funcție de temperatura finală T₂ (axa x) pentru cele trei încercări.

4 · Analizează

1. Pentru o încercare, calculează P₂ = nRT₂/V folosind n = 1 mol, V = 0.0249 m³, apoi Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) folosind f = 3, T₁ = 300 K. Compară ambele cu tabelul.
2. Pentru că gazul nu se poate destinde (W_gas = 0), prima lege dă Q = ΔU exact. Explică de ce fiecare joule de căldură adăugată apare integral ca energie internă aici, spre deosebire de experimentul de încălzire izobară.

5 · Extinde

1. Relația ta P₂-în-funcție-de-T₂ este legea lui Gay-Lussac: la volum constant, presiunea este direct proporțională cu temperatura absolută. Explică de ce asta decurge din PV = nRT când V este fix.
2. Un vas sub presiune sigilat gătește mâncarea mai repede, în parte pentru că aburul prins nu se poate destinde, deci presiunea (și temperatura) urcă bine peste 100°C. Folosește relația acestui experiment pentru a explica de ce un recipient rigid sigilat lasă temperatura să urce mai mult pentru aceeași căldură introdusă decât unul deschis.

Fizica din spatele acestui experiment

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit